讓商用汽車更輕便、更承重、更安全——“綠色”板簧在濟南迎風起勢

本文轉自：舜網

萊蔚特公司生產的複合材料板簧。

近日，一條國內某商用車廠家在新款重卡上使用了複合材料板簧的訊息在業內引起震動。多名專家表示，複合材料板簧這一具有革命性意義的技術應用，將再一次開啟商用車技術創新的新時代。一片小小的複合材料板簧得到這麼高的關注，是因為它具有優於傳統板簧的輕量化、承載力、綠色化和安全性等特點。先手即是機遇，複合材料板簧這片新藍海正在濟南迎風起勢。

“綠色”板簧擁有良好的承載力和安全性

複合材料在汽車上應用很多，包括格柵、導流罩、保險槓、油底殼等部件，但這些部件都不是承重件。而板簧作為汽車懸架的重要組成部分，需要同時具備承重和減振功能，板簧效能決定著一款車的承載能力和減振效能。隨著材料技術進步和市場規範，國內卡車經歷了從多片簧到少片簧的發展過程，但在商用車上前後板簧全部為複合材料一片簧，市場上不多見。

國內複合材料學術泰斗黃家康介紹，板簧件和覆蓋件不同，在執行過程中要吸收振動能量，材料要具備更好的吸能性，還要比較容易變形，但又不能太軟，對材料的密度和彈性模量要求很高。透過相關計算發現，在板簧上使用纖維複合材料，相比金屬材料在重量、承載性、使用壽命等方面優勢明顯。

為何複合板簧能夠勝出？測試結果表明，同體積的複合材料板簧和金屬板簧相比，在重量方面前板簧相差29。29公斤，後板簧相差46。23公斤，輕量化作用非常明顯；在承載性和抗壓能力對比方面，同條件同時長極限載荷壓力測試，金屬板簧變形量3mm，複合材料板簧為0mm；在使用壽命方面，同條件極限載荷耐久測試，金屬板簧2萬次失效，複合材料板簧40萬次仍未失效，壽命是前者的20倍。

從物理性質上區分，金屬材料屬於各向同性材料，所以金屬板簧很脆，在裂紋出現之後很快就會斷裂；而複合材料屬於各向異性材料，竹子、碳纖維都屬於這種材料，韌性更好，對裂紋缺陷不敏感，即使失效也是區域性失效，不會快速斷裂導致車輛停駛。基於這樣的材料特性，複合材料板簧不僅使用壽命更長，而且安全性更高。

年產20萬條的專案落地濟南

板簧是汽車懸架的重要組成部件，當前傳統鋼板彈簧專案，普遍存在生產工序多、裝置佔地面積大、能耗高、自重大等缺點，多片簧向單片簧、鋼板板材向複合材料升級換代，已成為發展的必然。基於對新材料的認知和行業發展前景的預判，2021年底，專注於商用車複合材料研發生產的山東萊蔚特複合材料有限責任公司成立。

今年3月12日，以玻璃纖維為輔材的第一條複合材料板簧正式下線。

“傳統的板簧是鋼材的，我們研發的複合材料板簧的輔材是玻璃纖維，等應力設計讓板簧整個比較輕，實現了汽車板簧的輕量化，進而帶動整車的輕量化。”公司研發團隊帶頭人，山東交通學院汽車工程學院院長、教授李偉介紹，“以輕卡貨車為例，每輛輕卡用板簧4架，更換為複合材料板簧後，每輛車可減重100公斤，百公里油耗可降低0。4-0。6升，減排二氧化碳排放約1公斤。車輛降低100公斤，也意味著計重收費時，每趟可比同行多裝100公斤貨物，減重等於增收。”

萊蔚特研發團隊成功將承重1。5噸的卡車板簧從現有的26公斤降到10公斤，這一成果在濟南雙創大賽上獲得三等獎，並順利拿到400多萬元的成果轉化基金。並且，複合材料板簧專案成功入選2021年濟南市5150引才倍增計劃和2022年濟南市第一批新動能十強產業。

在“為汽車減重、為環保助力”的理念下，萊蔚特生產的複合材料板簧更經濟，降低油耗的同時增加車輛荷載，提高車主效益，也更環保，易於加工和安裝，降低了對公路的損害。

“產品一下線就得到了極大的關注。目前，我們正在與中國重汽、陝重汽、一汽集團、三一重工、山東汽車製造、五徵集團、豪馳汽車等汽車廠家開展了良好的互動和推介。”萊蕪交通發展集團董事長靳鳳玉介紹。

目前，專案一期投資5000萬元，年產20萬條複合材料板簧的自動化生產線已投產，2期100萬條產能的生產線正在建設中，投產後將成為國內最大的複合材料板簧生產基地。

產業基礎雄厚 汽車板簧將迎來新時代

先進材料產業是國家科技進步的基石，是國民經濟的物質基礎，是“發明之母”和“產業糧食”。

目前，濟南的寬禁帶半導體材料、酚醛樹脂、特種環氧樹脂、高吸水性樹脂、改性尼龍、粉末冶金材料、聚異丁烯等先進材料處於國際先進、國內領先水平，碳化矽晶體生長和襯底加工技術達到世界先進水平。

濟南市《關於加快建設工業強市的實施意見》明確提出，實施重點突破攻堅行動，加快工業經濟跨越趕超發展，並提出四個“集中攻堅”，其中之一便是集中攻堅精品鋼與先進材料產品開發，推進特種功能材料、高效能金屬材料、先進複合材料等先進材料工程化和商業化應用。根據規劃，今年，我市精品鋼與先進材料產業規模將提升至2000億元級。

濟南擁有良好的產業基礎、優質的政策環境等“天時地利”，還有雄厚的研發力量這一“人和”。目前，山東大學在新材料研究領域具備雄厚的科研力量，可以為先進材料產業發展提供有力技術支援。濟南大學在新型建築材料、陶瓷材料、玻璃材料、金屬基複合材料、新能源材料等研究領域取得了一批具有重大理論與工程實踐意義的成果。山東非金屬材料研究所從事先進複合材料研究，具有高水平研發平臺，在民用複合材料方面具有產業化成果。

我國汽車板簧行業每年消耗的鋼材在120萬噸以上，如果將部分鋼板簧替換為複合材料板簧，則可以節約社會資源，降低能源消耗、減少排放。同時，複合材料板簧的使用車型主要為商用車，據不完全統計，2020年和2021年我國商用車產銷分別為416。6萬輛和428。8萬輛，汽車板簧材質仍以鋼材為主，以此測算，複合材料板簧市場前景廣闊。

同時，專家表示，在商用車行業，任何一項新技術的推廣普及都需要經過市場逐步認識和接受的過程，複合材料板簧同樣如此。為此，萊蔚特已經對這項技術進行了充分的試驗驗證。對於廣大使用者來說，對於輕量化技術也要不斷更新認知，輕並不代表著可靠性和使用壽命的降低，真正的輕量化可透過新材料、新技術、新結構三種途徑實現，複合材料板簧正是其中的一種，只要它輕得合理、輕得科學，就會被市場接受。